science >> Wetenschap >  >> Natuur

Oceanografen orkaanmodellen leveren nauwkeurigere voorspellingen

De illustratie van de haven van Galilea laat zien hoe de modelleringstool nauwkeurige stormschade kon voorspellen. Krediet:Isaac Ginis

Isaac Ginis zei dat het notoir moeilijk is om orkanen in New England te voorspellen. Wanneer stormen naar het noorden trekken, ze ontwikkelen een complexere windstructuur dan die in het zuidoosten en de Golf van Mexico, hun paden worden grilliger, en de gecompliceerde topografie van de regio maakt het voorspellen van hun beweging over land bijzonder uitdagend. In aanvulling, de relatief korte rivieren in New England lopen snel vol als het regent en veroorzaken meer overstromingen dan in veel andere gebieden.

Een nieuwe reeks orkaanmodellen die Ginis en zijn collega's ontwikkelen aan de Graduate School of Oceanography van de University of Rhode Island, zal deze problemen aanpakken en het voorspellen van orkanen in New England nauwkeuriger maken. De modellen voorspellen zelfs de stormimpact op bepaalde wegen, bruggen en gebouwen in de omgeving.

"We werken aan het verbeteren van bestaande modellen en het creëren van nieuwe modelleringscapaciteiten om zorgen over kustoverstromingen als gevolg van stormvloeden aan te pakken, overstromingen in het binnenland als gevolg van hevige regenval en de uitdagingen van het voorspellen van wind over land, " zei Gini, een professor in de oceanografie die als eerste oceaancondities in orkaanmodellen integreerde. Zijn modellen worden al meer dan 20 jaar gebruikt door het National Hurricane Centre.

Gefinancierd door het Department of Homeland Security in samenwerking met de University of North Carolina in Chapel Hill, deze onderzoeksinspanning zal resulteren in een realtime voorspellingssysteem voor het zuiden van New England waarmee ambtenaren en eerstehulpverleners elke 30 minuten nauwkeurige updates kunnen krijgen.

Het URI-team zal het bestaande geavanceerde circulatiemodel dat door Homeland Security wordt gebruikt, verbeteren, de National Oceanic and Atmospheric Administration en andere instanties voor het voorspellen van stormvloeden. De nieuwe versie zal een veel hogere resolutie hebben voor het gebied van New England en nieuwe mogelijkheden bevatten, zoals gecombineerde kust- en binnenwateroverstromingsvoorspellingen en voorspellingen voor stormeffecten op kritieke infrastructuur.

"We gaan een volledig geautomatiseerd systeem leveren met alle gevarenvoorspellingen, windsnelheden, kust- en binnenlandoverstromingsvoorspellingen en 3D-visualisaties in één voorspellingssysteem, " zei hij. "Het zal de eerste plaats in het land zijn met een volledig geïntegreerde gevaren- en impactanalyse."

Ginis en zijn onderzoeksteam werkten samen met het URI Department of Marine Affairs en het Rhode Island Emergency Management Agency om facility managers in de hele staat te interviewen om kwetsbaarheden en zorgen over gebouwen te identificeren, wegen, bruggen en andere infrastructuur. Bijvoorbeeld, een brandweercommandant gaf aan dat wind van 120 mijl per uur waarschijnlijk de communicatieantenne van de afdeling zou uitschakelen. Een ander merkte op dat twintig centimeter water op een rijbaan zou voorkomen dat hulpdiensten mensen in nood bereiken.

"Alle infrastructuur heeft een drempel wanneer deze niet meer goed functioneert, "Zei Ginis. "We zullen die drempels kunnen voorspellen en in realtime op een kaart kunnen markeren wanneer die drempels zijn bereikt."

Driedimensionale visualisaties van stormeffecten zullen ook worden ontwikkeld en geïntegreerd in de voorspellingsmodellen voor orkaangevaar. Met deze tools kunnen noodmanagers en eerstehulpverleners de impact van stormen beter begrijpen.

In aanvulling, de voorspellingsmodellen zullen verfijningen bevatten van bestaande golf- en stormvloedmodellen, waardoor nauwkeurigere voorspellingen van kustoverstromingen mogelijk zijn.

"Om dat te doen, we moeten een zeer hoge ruimtelijke resolutie van de kustlijn hebben, bathymetrie en topografie, "Zei Ginis. "We hebben onze berekeningen verfijnd om de resolutie van het model met een factor 10 te verbeteren."

Om overstromingen in het binnenland te voorspellen, hij heeft samengewerkt met een hydroloog aan de Florida State University om een ​​model te maken dat de overstromingen van de verschillende rivierstroomgebieden in de regio zal voorspellen.

Volgens Gini, waar de meeste orkaanmodellen de neiging hebben om fout te gaan, is in de voorspelling van windsnelheid over land vanwege de verandering in wrijving tussen het water en het land.

"Als een storm aan land komt, de wind ondergaat grote veranderingen die worden beïnvloed door de lokale topografie, " zei hij. "Je moet rekening houden met de landbedekking van het gebied - bos, gewassen, stedelijk - om de oppervlaktewinden met hoge resolutie over dat landgebruik te voorspellen."

Ginis heeft onlangs een presentatie gegeven over dit onderdeel van het model op een orkaanconferentie in Florida, en het National Hurricane Centre heeft al interesse getoond, aangezien er geen bestaande modellen zo verfijnd zijn voor het voorspellen van de windsnelheid van een orkaan over land.